विद्युतचुंबकीय व्यवधान
सीधे शब्दों में कहें तो, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और प्रणालियों पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों (जैसे रेडियो फ्रीक्वेंसी) का प्रभाव है। यह आश्चर्यजनक रूप से विस्तृत क्षेत्र में फैला हुआ है और आपके सिस्टम को गंभीर नुकसान पहुंचा सकता है। सौभाग्य से, इस समस्या के दो संभावित समाधान हैं: फ़िल्टरिंग और परिरक्षण।
ईएमआई फ़िल्टरिंग और परिरक्षण दो अलग-अलग तकनीकें हैं जिनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या प्रणालियों में ईएमआई की समस्या का समाधान करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के साथ, विकिरणित और संचालित संवेदनशीलता के साथ-साथ विकिरणित और संचालित उत्सर्जन के बारे में चिंताएं हैं, जो सिस्टम से ईएमआई शोर हैं।
लेकिन क्या फर्क है?
छनन
ईएमआई, ईएमसी और सुरक्षा आवश्यकताओं का संक्षिप्त इतिहास
1930 के दशक में, जब दुनिया भर में रेडियो तेजी से एक घरेलू आवश्यकता बन गया, तो उपयोगकर्ताओं ने अन्य इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत उपकरणों पर आवृत्तियों के अजीब प्रभावों को नोटिस करना शुरू कर दिया। यह घटना, जिसे "विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप" के रूप में जाना जाता है, ने उपकरणों को गलत रेडियो संकेतों से बचाने के तरीके की आवश्यकता को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया।
इन समस्याओं का समाधान 1933 में आया, जब पेरिस में अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (आईईसी) की रेडियो हस्तक्षेप पर अंतर्राष्ट्रीय विशेष समिति (सीआईएसपीआर) ने ईएमआई को कम करने के लिए सबसे शुरुआती सिफारिशें जारी कीं। उत्सर्जन सीमाएँ तब होती हैं जब सिस्टम यह सुनिश्चित करने के लिए आपस में जुड़े होते हैं कि एक सिस्टम में उत्पन्न शोर दूसरे के प्रदर्शन में हस्तक्षेप नहीं करता है।
रक्षा अनुप्रयोगों के लिए अधिक व्यापक ईएमआई फ़िल्टरिंग और परिरक्षण विधियों और उपकरणों की आवश्यकता को 1967 की शुरुआत में पहचाना गया था, जब वियतनाम में अमेरिकी सेना के समर्थन में टोंकिन की खाड़ी में तैनात विमान वाहक यूएसएस फॉरेस्टल को एक इलेक्ट्रॉनिक दुर्घटना में भयावह आग लग गई थी। विसंगति ने ज़ूनी रॉकेट को चालू कर दिया। इसके परिणामस्वरूप 134 मौतें हुईं और लगभग 200 घायल हुए। बाद में यह निर्धारित किया गया कि दुर्घटना का मूल कारण फ्लाइट डेक पर गलत तरीके से स्थापित ढालदार केबल कनेक्टर और कई विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र थे, जिसके कारण रॉकेट में आग लग गई और पास के हवाई जहाज के ईंधन टैंक में आग लग गई।
बाद में, जब 1990 के दशक में सेल फोन और अन्य पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अधिक आम हो गए, तो कई एयरलाइनों ने महसूस किया कि इन और अन्य उपकरणों के सिग्नल एवियोनिक्स में हस्तक्षेप कर सकते हैं, इस प्रकार विमान की सुरक्षित उड़ान या नेविगेशनल क्षमताओं में बाधा उत्पन्न हो सकती है। सैन्य नेताओं ने पाया है कि विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, चाहे प्राकृतिक हो या मानव निर्मित, ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीएनएसएस) तकनीक में गंभीर रूप से हस्तक्षेप कर सकता है, जिससे मानव रहित हवाई वाहन विश्वसनीय रूप से उड़ान भरने में असमर्थ हो जाते हैं। जीएनएसएस हस्तक्षेप और सैन्य गतिविधियों के कारण ईएमआई नागरिक उड्डयन उड़ान सुरक्षा में एक उल्लेखनीय मुद्दा है जो आज भी जारी है।
रेडियो हस्तक्षेप के बाद, ईएमआई के कई अन्य रूपों को मान्यता दी गई, जिनमें माइक्रोवेव, इन्फ्रारेड और गामा और एक्स-रे शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक को कई तरीकों और उपकरणों द्वारा समाप्त किया जा सकता है। सीआईएसपीआर सिफारिशें आधुनिक अंतरराष्ट्रीय मानक का आधार बनती हैं ईएमआई की रोकथाम और परिभाषित करना कि प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले हस्तक्षेप के बिना इलेक्ट्रॉनिक उपकरण कैसे सह-अस्तित्व में रह सकते हैं। इसे विद्युत चुम्बकीय अनुकूलता कहा जाता है।
विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) बाहरी विद्युत चुम्बकीय स्रोतों के संपर्क में आने पर और आंतरिक रूप से उत्पन्न अवांछित विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को सीमित करने पर विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की स्वीकार्य परिचालन क्षमता को परिभाषित करती है।
ईएमसी में तीन पहलू होते हैं: उपकरण द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप विकिरण को सीमित करना, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के बाहरी स्रोतों के लिए उपकरण की संवेदनशीलता, और किसी दिए गए वातावरण में संचालन करते समय उपकरण की प्रतिरक्षा।
विभिन्न प्रकार के विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप
मूल सिग्नल के स्रोत या बैंडविड्थ के आधार पर ईएमआई को आम तौर पर चार प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। नैरोबैंड ईएमआई सेल फोन, रेडियो या टीवी ट्रांसमिशन द्वारा उत्पन्न होता है, जबकि ब्रॉडबैंड ईएमआई में व्यापक रेडियो स्पेक्ट्रम होता है और यह पावर ट्रांसमिशन लाइनों जैसे सिग्नल स्रोतों से अनजाने विकिरण द्वारा उत्पन्न होता है। विकिरण के स्रोत के आधार पर, ईएमआई को जानबूझकर, अनजाने, अंतर-प्रणाली या इंट्रा-प्रणाली के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है:
अनजाने या "गैर-कार्यात्मक" ईएमआई वेल्डिंग उपकरण, डीसी मोटर, कंप्यूटर और बिजली लाइनों जैसे अनजाने उपकरणों द्वारा उत्पन्न होती है।
-इच्छिक ईएमआई (आईईएमआई) विशेष रूप से डिजाइन किए गए उपकरणों द्वारा उत्सर्जित ईएमआई है, जो अक्सर इलेक्ट्रॉनिक युद्ध प्रणाली जैसे इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेजर्स और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पल्स (ईएमपी) हथियारों के हिस्से के रूप में होती है।
-इंटरसिस्टम ईएमआई एक सिस्टम या डिवाइस के दो घटकों के बीच उत्पन्न हस्तक्षेप है, जबकि इंटरसिस्टम ईएमआई दो या दो से अधिक स्वतंत्र सिस्टम के बीच होता है।
ईएमआई के विभिन्न प्रकार
ईएमआई फ़िल्टरिंग क्या है?
विश्वसनीय संचालन और विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) नियमों का अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिजाइन और निर्माण में ईएमआई फ़िल्टरिंग एक महत्वपूर्ण विचार है।
ईएमआई फ़िल्टरिंग किसी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण या सिस्टम में विद्युत चुम्बकीय संकेतों के कारण होने वाले हस्तक्षेप को कम करने या समाप्त करने की प्रक्रिया है। यह एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग अवांछित विद्युत चुम्बकीय संकेतों (शोर) को फ़िल्टर करने के लिए किया जाता है जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के संचालन में हस्तक्षेप कर सकते हैं या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का कारण बन सकते हैं।
ईएमआई फिल्टर आमतौर पर डिवाइस के इनपुट या आउटपुट पर लगाए जाते हैं और इन्हें पैनल माउंटेड या पीसीबी माउंट किया जा सकता है। इनमें कैपेसिटर, इंडक्टर्स और रेसिस्टर्स जैसे निष्क्रिय घटकों का संयोजन होता है जो एक विशिष्ट आवृत्ति रेंज में ईएमआई को कम करने या दबाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इनका उपयोग आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे बिजली आपूर्ति, ऑडियो उपकरण, कंप्यूटर सिस्टम और उच्च विश्वसनीयता और ईएमसी आवश्यकताओं वाले अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है।
ईएमआई फिल्टर आमतौर पर कम-पास फिल्टर होते हैं जो उच्च-आवृत्ति संकेतों या "शोर" को अवरुद्ध करते हुए कम-आवृत्ति संकेतों को गुजरने की अनुमति देते हैं। कैपेसिटर कुछ आवृत्तियों को अवरुद्ध करते हैं जबकि दूसरों को गुजरने की अनुमति देते हैं। कैपेसिटर ग्राउंड प्लेन में डिस्चार्ज हो जाते हैं, जिससे उच्च आवृत्ति सिग्नल कम हो जाते हैं। इंडक्टर्स अलग तरीके से काम करते हैं; वे उच्च-आवृत्ति ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे गर्मी में परिवर्तित करते हैं, इस प्रकार उच्च-आवृत्ति शोर को दबाते हैं। कैपेसिटर और इंडक्टर्स के संयोजन को "ट्वीकिंग" करके विशिष्ट आवृत्ति आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कस्टम फ़िल्टर को "ट्यून" किया जा सकता है।
ईएमआई फ़िल्टर को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: अंतर मोड फ़िल्टर और सामान्य मोड फ़िल्टर। डिफरेंशियल-मोड फिल्टर दो सिग्नल लाइनों के बीच होने वाले हस्तक्षेप को कम करते हैं, जबकि सामान्य-मोड फिल्टर सिग्नल लाइन और जमीन के बीच होने वाले हस्तक्षेप को कम करते हैं।
ईएमआई परिरक्षण क्या है?
ईएमआई परिरक्षण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या प्रणालियों द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण को कम करने और बाहरी विद्युत चुम्बकीय संकेतों को इन उपकरणों के संचालन में हस्तक्षेप करने से रोकने की प्रक्रिया है। ईएमआई परिरक्षण आवश्यक है क्योंकि विद्युत चुम्बकीय विकिरण अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के संचालन में हस्तक्षेप कर सकता है और खराबी या त्रुटियों का कारण बन सकता है। .EMI परिरक्षण में विद्युत चुम्बकीय संकेतों को डिवाइस में प्रवेश करने या छोड़ने से रोकने या क्षीण करने के लिए तांबे या एल्यूमीनियम जैसी प्रवाहकीय सामग्री का उपयोग शामिल होता है।
ईएमआई परिरक्षण को उपकरण के चारों ओर प्रवाहकीय परिरक्षण (जिसे फैराडे केज कहा जाता है) लगाकर या उपकरण को प्रवाहकीय सामग्री के साथ कोटिंग करके पूरा किया जा सकता है। प्रवाहकीय परिरक्षण या कोटिंग एक अवरोध पैदा करती है जो विद्युत चुम्बकीय संकेतों को उपकरण में प्रवेश करने या छोड़ने से रोकती है, इस प्रकार विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के जोखिम को कम करती है। ईएमआई परिरक्षण को इलेक्ट्रॉनिक घटकों, सर्किट बोर्डों, केबलों या यहां तक कि संपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या प्रणालियों पर भी लागू किया जा सकता है।
फ़िल्टरिंग बनाम परिरक्षण
फ़िल्टरिंग और परिरक्षण के बीच का चुनाव कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे डिवाइस की संवेदनशीलता और उत्पन्न होने वाली ईएमआई की मात्रा। सर्वोत्तम ईएमआई समाधान चुनने में चालकता, आकार और लागत भी भूमिका निभाते हैं।
शील्डिंग ईएमआई प्रबंधन के लिए एक व्यापक दृष्टिकोण अपनाता है, जबकि फ़िल्टर विशिष्ट ईएमआई क्षेत्रों को लक्षित करते हैं। परिरक्षण आने वाली ऊर्जा को प्रतिबिंबित करता है जबकि कुछ अवशोषण भी उत्पन्न करता है। यह ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है और इसलिए कुछ प्रकार के तापीय प्रबंधन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, परिरक्षण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री की गुणवत्ता न केवल आउटपुट को प्रभावित करती है, बल्कि सिस्टम के वजन को भी प्रभावित करती है, यानी मोटा परिरक्षण अधिक प्रभावी होता है, लेकिन भारी भी होता है। जबकि परिरक्षण ईएमआई को प्रतिबिंबित और दबाता है, फ़िल्टर सिस्टम में सबसे अधिक हस्तक्षेप उत्पन्न करने वाले कमजोर बिंदुओं को संबोधित करके ईएमआई को खत्म करते हैं। परिणामस्वरूप, विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए फ़िल्टर को अनुकूलित किया जा सकता है।